[发明专利]预防金属催化的结焦的方法

说明书

技术领域

概括而言，本发明涉及制造需要的产品(例如轻烯烃，包括丙烯)的装置和方法。

背景技术

流化床催化裂化(FCC)是一种催化烃转化法，通过使较重烃在流化反应区中与催化微粒材料接触而进行。催化裂化中的反应与加氢裂化不同，是在不存在显著量的外加氢或氢消耗的情况下进行的。随着裂化反应进行，显著量的被称作焦炭的高度碳质材料沉积在催化剂上，提供结焦的或废催化剂。气态轻质产物在反应器中与废催化剂分离。可以用惰性气体(例如蒸汽)对废催化剂施以汽提，以从废催化剂中汽提截留的烃质气体。在再生区操作内用氧气高温再生，从已经经过汽提的废催化剂中烧除焦炭。可以由这种方法产生各种产物，包括汽油产物和/或轻质产物，例如丙烯和/或乙烯。

在此类方法中，可以使用单反应器或双反应器。尽管使用双反应器装置可能招致额外的资金成本，但可以运行反应器之一，以调节使产物(例如轻烯烃，包括丙烯和/或乙烯)最大化的条件。

在反应器之一中使产物收率最大化通常是有利的。另外，可能希望使来自一个反应器的、可再循环回另一反应器以产生所需产物(例如丙烯)的产物产量最大化。

过去数年来FCC技术发展的大量焦点是使丙烯选择性最大化。这驱使大多数FCC技术许可方开发双提升管FCC技术，其中将原始原料(通常为VGO)送入一个提升管，并将C_10-再循环流或其任何馏分再循环回辅助提升管。由此，主提升管和辅助提升管可以以不同模式运行，以促进大部分的总选择性净收率。在典型运行中，主提升管的运行不如辅助提升管剧烈。辅助提升管的运行剧烈得多，以促进形成轻烯烃，例如丁烯、丙烯和乙烯——在538°至593℃(1000°至1100°F)典型范围内的较高温度和小于138kPa(绝对)(20psia)的较低烃分压促进了轻烯烃的形成。辅助提升管的进料可以是FCC再循环料或来自其它工艺单元的C_10-材料。

在将石脑油再循环至辅助提升管的作业中将双提升管技术商业化都存在着辅助提升管中的过度结焦的问题，这造成这些方法的有限运行能力。在已知情况下，在必须停机并除去焦炭之前的运行仅限于运行数周而非数月。因此，需要提供可避免辅助提升管中的过度结焦的催化裂化双反应器装置。

发明概述

我们已经发现，辅助反应器中的过度结焦归因于金属催化的结焦(MCC)。MCC在常规FCC单元中受到抑制，因为在FCC装置的烃进料中充分存在硫物类，它们会在FCC提升管中分解形成硫化氢。然后硫化氢使FCC装置中的活性金属钝化。我们提出在存在的硫化氢不足以抑制MCC时将硫化剂添加到FCC提升管或其它反应器中的方法和装置。硫化剂中的硫物类以硫化氢形式提供，或通过分解、释放或其它化学反应提供硫化氢源，其然后在反应器内部构件的内金属表面上形成金属硫化物层。该金属硫化物层将气相焦炭前体与内表面上的活性金属位点隔开以抑制结焦。

附图简述

该附图是本发明的示意图。

附图详述

MCC的特征在于，碳质固体在热金属表面上沉积并在超过400℃的工艺中发展，最高的纤维碳形成速率在550°至600℃的范围内。MMC可以是热分解或被活性金属催化的反应的结果，并对许多商业工艺，包括甲烷的催化蒸汽重整、链烷烃原料的蒸汽裂化和涉及一氧化碳歧化反应的工艺具有显著影响。公知的是，某些金属可通过将丝状和石墨类沉积物的生长催化而提高总MCC沉积速率。铁、钴和镍和含有这些金属的合金表现出对碳沉积的最高催化活性。MCC的总催化反应途径通常被认为是乙烯、丙烯或丁烯吸附到金属表面上。被吸附的轻烯烃然后进一步脱氢，转化成芳烃和烷基芳烃，它们进一步缩合直至形成焦炭。

典型FCC反应在500°至600℃的范围内进行，这对应于形成纤维碳的最高反应速率。被确认为促进MCC的最有活性的金属存在于FCC装置中。促进纤维碳形成的活性烃物类是乙烯、丙烯和丁烯，它们是来自高丙烯FCC生产技术的目标产物。因此，我们相信，辅助FCC提升管工艺中的结焦问题归因于MCC。